Έχετε διασφαλίσει ότι τα εξαρτήματα είναι κατεργασμένα σύμφωνα με τις προδιαγραφές. Τώρα, βεβαιωθείτε ότι έχετε λάβει μέτρα για την προστασία αυτών των εξαρτημάτων στις συνθήκες που αναμένουν οι πελάτες σας.#basic
Η παθητικοποίηση παραμένει ένα κρίσιμο βήμα για τη μεγιστοποίηση της βασικής αντίστασης στη διάβρωση των ανοξείδωτων κατεργασμένων εξαρτημάτων και συγκροτημάτων. Μπορεί να κάνει τη διαφορά μεταξύ ικανοποιητικής απόδοσης και πρόωρης αστοχίας. Εάν δεν εκτελεστεί σωστά, η παθητικοποίηση μπορεί στην πραγματικότητα να προκαλέσει διάβρωση.
Η παθητικοποίηση είναι μια μέθοδος μετά την κατασκευή που μεγιστοποιεί την εγγενή αντίσταση στη διάβρωση των κραμάτων ανοξείδωτου χάλυβα που παράγουν το τεμάχιο εργασίας. Δεν είναι επεξεργασία αφαλάτωσης, ούτε επίστρωση βαφής.
Δεν υπάρχει γενική συναίνεση για τον ακριβή μηχανισμό του τρόπου λειτουργίας της παθητικοποίησης. Αλλά είναι βέβαιο ότι υπάρχει μια προστατευτική μεμβράνη οξειδίου στην επιφάνεια του παθητικοποιημένου ανοξείδωτου χάλυβα. Αυτή η αόρατη μεμβράνη πιστεύεται ότι είναι εξαιρετικά λεπτή, λιγότερο από 0,0000001 ίντσα πάχος, περίπου 1/100.000 του πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας!
Ένα καθαρό, πρόσφατα επεξεργασμένο, γυαλισμένο ή τουρσί εξάρτημα από ανοξείδωτο χάλυβα θα αποκτήσει αυτόματα αυτό το φιλμ οξειδίου λόγω της έκθεσής του στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Κάτω από ιδανικές συνθήκες, αυτό το προστατευτικό στρώμα οξειδίου καλύπτει πλήρως όλες τις επιφάνειες του εξαρτήματος.
Στην πράξη, ωστόσο, οι ρύποι όπως η βρωμιά ή τα σωματίδια σιδήρου από τα εργαλεία κοπής μπορούν να μεταφερθούν στην επιφάνεια των ανοξείδωτων εξαρτημάτων κατά τη μηχανική κατεργασία. Εάν δεν αφαιρεθούν, αυτά τα ξένα σώματα μπορούν να μειώσουν την αποτελεσματικότητα της αρχικής προστατευτικής μεμβράνης.
Κατά τη μηχανική κατεργασία, ίχνη ελεύθερου σιδήρου μπορεί να φθαρούν από το εργαλείο και να μεταφερθούν στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας από ανοξείδωτο χάλυβα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να εμφανιστεί ένα λεπτό στρώμα σκουριάς στο εξάρτημα. Αυτό είναι στην πραγματικότητα διάβρωση του χάλυβα από το εργαλείο, όχι από το βασικό μέταλλο. Μερικές φορές, ρωγμές ενσωματωμένων σωματιδίων χάλυβα από τα ίδια τα προϊόντα κοπής μπορούν να προκαλέσουν διάβρωση των εργαλείων κοπής ή τη διάβρωσή τους.
Ομοίως, μικρά σωματίδια σιδηρούχου βρωμιάς μπορεί να προσκολληθούν στην επιφάνεια του εξαρτήματος. Αν και το μέταλλο μπορεί να φαίνεται γυαλιστερό στην κατεργασμένη κατάσταση, μετά την έκθεση στον αέρα, αόρατα σωματίδια ελεύθερου σιδήρου μπορεί να προκαλέσουν σκουριά στην επιφάνεια.
Τα εκτεθειμένα σουλφίδια μπορεί επίσης να αποτελέσουν πρόβλημα. Προέρχονται από την προσθήκη θείου στον ανοξείδωτο χάλυβα για τη βελτίωση της μηχανικής ικανότητας. Τα σουλφίδια αυξάνουν την ικανότητα του κράματος να σχηματίζει τσιπς κατά τη μηχανική κατεργασία, τα οποία μπορούν να αφαιρεθούν εντελώς από το εργαλείο κοπής. Εκτός εάν τα εξαρτήματα παθητικοποιούνται σωστά, τα σουλφίδια μπορούν να αποτελέσουν σημείο εκκίνησης για προϊόντα διάβρωσης της επιφάνειας στο manuf.
Και στις δύο περιπτώσεις, απαιτείται παθητικοποίηση για να μεγιστοποιηθεί η φυσική αντίσταση στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα. Αφαιρεί επιφανειακούς ρύπους, όπως σωματίδια σιδηρούχων ρύπων και σωματίδια σιδήρου στα κοπτικά εργαλεία, που μπορούν να σχηματίσουν σκουριά ή να γίνουν σημείο εκκίνησης για διάβρωση.
Μια διαδικασία δύο σταδίων παρέχει την καλύτερη αντοχή στη διάβρωση: 1. Καθαρισμός, μια βασική αλλά μερικές φορές παραμελημένη διαδικασία.2. Λουτρό με οξύ ή θεραπεία παθητικοποίησης.
Ο καθαρισμός πρέπει να είναι πάντα προτεραιότητα. Οι επιφάνειες πρέπει να καθαρίζονται επιμελώς από γράσο, ψυκτικό υγρό ή άλλα υπολείμματα καταστήματος για βέλτιστη αντοχή στη διάβρωση. Τα υπολείμματα μηχανικής ή άλλη βρωμιά καταστήματος μπορούν να σκουπιστούν προσεκτικά από το εξάρτημα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εμπορικά απολιπαντικά ή καθαριστικά για την αφαίρεση λιπαντικών ή ψυκτικών μέσων.
Μερικές φορές ένας χειριστής του μηχανήματος μπορεί να παραλείψει τον βασικό καθαρισμό, πιστεύοντας λανθασμένα ότι ο καθαρισμός και η παθητικοποίηση θα γίνουν ταυτόχρονα βυθίζοντας απλώς ένα μέρος με λίπος σε λουτρό οξέος. Αυτό δεν πρόκειται να συμβεί. Αντίθετα, το μολυσμένο γράσο αντιδρά με το οξύ για να σχηματίσει φυσαλίδες αέρα. Αυτές οι φυσαλίδες συγκεντρώνονται στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και παρεμβαίνουν στη διέλευση του τεμαχίου.
Για να γίνουν τα πράγματα χειρότερα, η μόλυνση των διαλυμάτων παθητικοποίησης, τα οποία μερικές φορές περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις χλωριδίων, μπορεί να προκαλέσει «αναβοσβήνει».
Μέρη από μαρτενσιτικό ανοξείδωτο χάλυβα [μαγνητικό, μέτρια ανθεκτικό στη διάβρωση, αντοχή διαρροής έως περίπου 280 ksi (1930 MPa)] σκληρύνονται σε υψηλές θερμοκρασίες και στη συνέχεια σκληρύνονται για να εξασφαλιστεί η επιθυμητή σκληρότητα και μηχανικές ιδιότητες. σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και στη συνέχεια τελείωσε.
Σε αυτήν την περίπτωση, το εξάρτημα πρέπει να καθαριστεί επιμελώς με απολιπαντικό ή καθαριστικό για να αφαιρεθούν τυχόν ίχνη κοπτικού υγρού πριν από τη θερμική επεξεργασία. Διαφορετικά, το υγρό κοπής που παραμένει στο εξάρτημα μπορεί να προκαλέσει υπερβολική οξείδωση. μπορεί να συμβεί, με αποτέλεσμα την απώλεια αντοχής στη διάβρωση.
Μετά από ενδελεχή καθαρισμό, τα μέρη από ανοξείδωτο χάλυβα μπορούν να βυθιστούν σε παθητικό λουτρό οξέος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε από τις τρεις μεθόδους - παθητικοποίηση νιτρικού οξέος, παθητοποίηση νιτρικού οξέος με διχρωμικό νάτριο και παθητικοποίηση κιτρικού οξέος. Ποια μέθοδος χρήσης εξαρτάται από την ποιότητα του ανοξείδωτου χάλυβα και τα καθορισμένα κριτήρια αποδοχής.
Πιο ανθεκτικοί στη διάβρωση ποιότητες χρωμίου-νικελίου μπορούν να παθητικοποιηθούν σε λουτρό νιτρικού οξέος 20% (v/v). συγκέντρωση νιτρικού οξέος στο 50% κατ' όγκο. Τόσο η προσθήκη διχρωμικού νατρίου όσο και η υψηλότερη συγκέντρωση νιτρικού οξέος μειώνουν την πιθανότητα ανεπιθύμητης αναλαμπής.
Η διαδικασία παθητικοποίησης ανοξείδωτου χάλυβα ελεύθερης μηχανικής κατεργασίας (επίσης φαίνεται στο σχήμα 1) είναι κάπως διαφορετική από εκείνη για τις ποιότητες ανοξείδωτου χάλυβα μη ελεύθερης κατεργασίας. Αυτό οφείλεται στο ότι κατά τη διάρκεια της παθητικοποίησης σε ένα τυπικό λουτρό νιτρικού οξέος, μερικά ή όλα τα θειούχα που περιέχουν θείο αφαιρούνται, δημιουργώντας μικροσκοπικές μικροσκοπικές επιφάνειες του δίσκου.
Ακόμη και ένα γενικά αποτελεσματικό ξέβγαλμα με νερό μπορεί να αφήσει υπολειμματικό οξύ σε αυτές τις ασυνέχειες μετά την παθητικοποίηση. Αυτό το οξύ θα επιτεθεί στη συνέχεια στην επιφάνεια του εξαρτήματος εκτός εάν εξουδετερωθεί ή αφαιρεθεί.
Για την αποτελεσματική παθητικοποίηση του εύκολα επεξεργάσιμου ανοξείδωτου χάλυβα, η Carpenter έχει αναπτύξει τη διαδικασία AAA (Alkali-Acid-Alkali), η οποία εξουδετερώνει το υπολειμματικό οξύ. Αυτή η μέθοδος παθητικοποίησης μπορεί να ολοκληρωθεί σε λιγότερο από 2 ώρες. Ακολουθεί η διαδικασία βήμα προς βήμα:
Μετά την απολίπανση, μουλιάστε τα εξαρτήματα σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου 5% στους 160°F έως 180°F (71°C έως 82°C) για 30 λεπτά. Στη συνέχεια ξεπλύνετε τα εξαρτήματα σχολαστικά σε νερό. Στη συνέχεια, βυθίστε το μέρος για 30 λεπτά σε διάλυμα 20% (v/v) 2 3 ch/ml νιτρικού οξέος/γαλλ. F έως 140°F (49°C) έως 60°C).Αφού αφαιρέσετε το εξάρτημα από το μπάνιο, ξεπλύνετε με νερό και μετά βυθίστε το στο διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου για άλλα 30 λεπτά. Ξεπλύνετε ξανά το μέρος με νερό και στεγνώστε, ολοκληρώνοντας τη μέθοδο ΑΑΑ.
Η παθητικοποίηση του κιτρικού οξέος είναι ολοένα και πιο δημοφιλής στους κατασκευαστές που επιθυμούν να αποφύγουν τη χρήση ορυκτών οξέων ή διαλυμάτων που περιέχουν διχρωμικό νάτριο, καθώς και τα ζητήματα απόρριψης και μεγαλύτερες ανησυχίες σχετικά με την ασφάλεια που σχετίζονται με τη χρήση τους. Το κιτρικό οξύ θεωρείται φιλικό προς το περιβάλλον από κάθε άποψη.
Ενώ η παθητικοποίηση του κιτρικού οξέος προσφέρει ελκυστικά περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα, τα καταστήματα που είχαν επιτυχία με την παθητικοποίηση ανόργανου οξέος και δεν έχουν ανησυχίες για την ασφάλεια μπορεί να θέλουν να παραμείνουν στην πορεία. Εάν αυτοί οι χρήστες έχουν καθαρό κατάστημα, καλά συντηρημένο και καθαρό εξοπλισμό, ψυκτικό χωρίς σιδηρούχα ρύπανση και μια διαδικασία που παράγει καλά αποτελέσματα, μπορεί να μην υπάρχει πραγματική ανάγκη για αλλαγές.
Η παθητικοποίηση σε λουτρό κιτρικού οξέος έχει βρεθεί ότι είναι χρήσιμη για μια μεγάλη γκάμα ανοξείδωτων χάλυβων, συμπεριλαμβανομένων πολλών επιμέρους ποιοτήτων ανοξείδωτου χάλυβα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Για λόγους ευκολίας, περιλαμβάνεται η παραδοσιακή μέθοδος παθητικοποίησης νιτρικού οξέος στο Σχήμα 1. Σημειώστε ότι οι παλιότερες συνθέσεις νιτρικού οξέος εκφράζονται σε ποσοστά όγκου, ενώ οι νεότερες εκφράζονται σε ποσοστά όγκου, ενώ οι νεότερες εκφράζονται σε ποσοστιαία συγκέντρωση κιτρικού οξέος. Η εξισορρόπηση του χρόνου εμποτισμού, της θερμοκρασίας του μπάνιου και της συγκέντρωσης είναι κρίσιμη για την αποφυγή του «αναβοσβήνει» που περιγράφηκε προηγουμένως.
Οι επεξεργασίες παθητικοποίησης ποικίλλουν ανάλογα με την περιεκτικότητα σε χρώμιο και τα χαρακτηριστικά μηχανικής κατεργασίας κάθε κατηγορίας. Σημειώστε τις στήλες που αναφέρονται είτε στη Διαδικασία 1 είτε στη Διαδικασία 2. Όπως φαίνεται στο σχήμα 3, η διαδικασία 1 περιλαμβάνει λιγότερα βήματα από τη διαδικασία 2.
Εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι η διαδικασία παθητικοποίησης του κιτρικού οξέος είναι πιο επιρρεπής στο «αναβοσβήνει» από τη διαδικασία του νιτρικού οξέος. Παράγοντες που συμβάλλουν σε αυτήν την επίθεση περιλαμβάνουν την πολύ υψηλή θερμοκρασία μπάνιου, τον πολύ μεγάλο χρόνο εμποτισμού και τη μόλυνση του μπάνιου.
Η τελική επιλογή της μεθόδου παθητικοποίησης θα εξαρτηθεί από τα κριτήρια αποδοχής που επιβάλλονται από τον πελάτη. Ανατρέξτε στο ASTM A967 για λεπτομέρειες. Μπορείτε να το προσπελάσετε στη διεύθυνση www.astm.org.
Συχνά πραγματοποιούνται δοκιμές για την αξιολόγηση της επιφάνειας των παθητικοποιημένων εξαρτημάτων. Το ερώτημα που πρέπει να απαντηθεί είναι: "Η παθητικοποίηση αφαιρεί τον ελεύθερο σίδηρο και βελτιστοποιεί την αντίσταση στη διάβρωση των βαθμών ελεύθερης κοπής;"
Είναι σημαντικό η μέθοδος δοκιμής να ταιριάζει με τον βαθμό που αξιολογείται. Οι δοκιμές που είναι πολύ αυστηρές θα αποτύχουν τέλεια καλά υλικά, ενώ οι δοκιμές που είναι πολύ χαλαρές θα περάσουν μη ικανοποιητικά μέρη.
Οι ανοξείδωτοι χάλυβες σκλήρυνσης και ελεύθερης κατεργασίας με καθίζηση σειράς 400 αξιολογούνται καλύτερα σε ένα ντουλάπι ικανό να διατηρεί υγρασία 100% (υγρό δείγμα) για 24 ώρες στους 95°F (35°C). Η διατομή είναι συχνά η πιο κρίσιμη επιφάνεια, ειδικά για τους βαθμούς ελεύθερης κοπής.
Οι κρίσιμες επιφάνειες πρέπει να τοποθετούνται προς τα πάνω, αλλά σε 15 έως 20 μοίρες από την κατακόρυφη γωνία για να επιτραπεί η απώλεια υγρασίας. Το σωστά παθητοποιημένο υλικό δύσκολα θα σκουριάσει, αν και μπορεί να παρουσιάσει ελαφρά λεκέδες.
Οι ποιότητες ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα μπορούν επίσης να αξιολογηθούν με δοκιμή υγρασίας. Όταν δοκιμάζονται έτσι, θα πρέπει να υπάρχουν σταγονίδια νερού στην επιφάνεια του δείγματος, υποδεικνύοντας ότι υπάρχει ελεύθερος σίδηρος με την παρουσία σκουριάς.
Οι διαδικασίες παθητικοποίησης ανοξείδωτων χάλυβων ελεύθερης κοπής και μη ελεύθερης κοπής σε διαλύματα κιτρικού ή νιτρικού οξέος απαιτούν διαφορετικές διαδικασίες. Το σχήμα 3 παρακάτω παρέχει λεπτομέρειες σχετικά με την επιλογή διεργασίας.
(α) Ρυθμίστε το pH με υδροξείδιο του νατρίου. (β) Δείτε Σχήμα 3 (γ) Το Na2Cr2O7 αντιπροσωπεύει 3 oz/γαλόνι (22 g/l) διχρωμικό νάτριο σε 20% νιτρικό οξύ. Μια εναλλακτική λύση σε αυτό το μείγμα είναι 50% νιτρικό οξύ χωρίς διχρωμικό νάτριο
Μια ταχύτερη μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε το διάλυμα στο ASTM A380, «Τυπική πρακτική για καθαρισμό, αφαλάτωση και παθητικοποίηση ανοξείδωτων εξαρτημάτων, εξοπλισμού και συστημάτων». Εάν ο σίδηρος διαλυθεί, εμφανίζεται επιμετάλλωση χαλκού. Αυτή η δοκιμή δεν ισχύει για τις επιφάνειες των εξαρτημάτων επεξεργασίας τροφίμων. Επίσης, δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται για μαρτενσιτικούς χάλυβες σειράς 400 ή φερριτικούς χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο, καθώς ενδέχεται να προκύψουν ψευδώς θετικά αποτελέσματα.
Ιστορικά, η δοκιμή ψεκασμού αλατιού 5% στους 95°F (35°C) έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση παθητικοποιημένων δειγμάτων. Αυτή η δοκιμή είναι πολύ αυστηρή για ορισμένους βαθμούς και γενικά δεν απαιτείται για να επιβεβαιώσει ότι η παθητικοποίηση είναι αποτελεσματική.
Αποφύγετε τη χρήση περίσσειας χλωριδίων, η οποία μπορεί να προκαλέσει επιβλαβείς κρίσεις φλας. Εάν είναι δυνατόν, χρησιμοποιήστε μόνο νερό υψηλής ποιότητας με λιγότερο από 50 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm) χλωρίου. Το νερό της βρύσης είναι συνήθως επαρκές και μπορεί να ανεχθεί έως και αρκετές εκατοντάδες ppm χλωρίου σε ορισμένες περιπτώσεις.
Είναι σημαντικό να αντικαθιστάτε το μπάνιο τακτικά, ώστε να μην χάνεται το δυναμικό παθητικοποίησης, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε κεραυνούς και κατεστραμμένα μέρη. Η μπανιέρα πρέπει να διατηρείται στην κατάλληλη θερμοκρασία, καθώς οι θερμοκρασίες διαρροής μπορεί να προκαλέσουν τοπική διάβρωση.
Είναι σημαντικό να διατηρηθεί ένα πολύ συγκεκριμένο χρονοδιάγραμμα αλλαγής διαλύματος κατά τη διάρκεια υψηλών εργασιών παραγωγής για να ελαχιστοποιηθεί η πιθανότητα μόλυνσης. Χρησιμοποιήθηκε δείγμα ελέγχου για να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα του λουτρού. Εάν το δείγμα δεχτεί επίθεση, είναι ώρα να αντικαταστήσετε το λουτρό.
Προσδιορίστε ότι ορισμένα μηχανήματα κατασκευάζουν μόνο ανοξείδωτο χάλυβα.χρησιμοποιήστε το ίδιο προτιμώμενο ψυκτικό για την κοπή ανοξείδωτου χάλυβα, εξαιρουμένων όλων των άλλων μετάλλων.
Τα εξαρτήματα ραφιών DO επεξεργάζονται ξεχωριστά για να αποφευχθεί η επαφή μετάλλου με μέταλλο. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την ελεύθερη κατεργασία ανοξείδωτου χάλυβα, καθώς απαιτούνται διαλύματα παθητικοποίησης και έκπλυσης με ελεύθερη ροή για τη διάχυση των θειούχων προϊόντων διάβρωσης και την αποφυγή σχηματισμού όξινων θυλάκων.
Μην παθητικοποιείτε ανθρακούχα ή νιτρωμένα μέρη από ανοξείδωτο χάλυβα. Η αντίσταση στη διάβρωση των εξαρτημάτων που έχουν υποστεί επεξεργασία με αυτόν τον τρόπο μπορεί να μειωθεί στο σημείο όπου θα μπορούσαν να προσβληθούν στο λουτρό παθητικοποίησης.
Μη χρησιμοποιείτε σιδηρούχα εργαλεία σε περιβάλλον εργαστηρίου που δεν είναι ιδιαίτερα καθαρό. Μπορείτε να αποφύγετε το χάλυβα χρησιμοποιώντας καρβίδια ή κεραμικά εργαλεία.
Μην ξεχνάτε ότι μπορεί να προκύψει διάβρωση στο λουτρό παθητικοποίησης εάν το εξάρτημα δεν υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία σωστά. Μαρτενσιτικοί βαθμοί υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και υψηλού χρωμίου πρέπει να σκληρυνθούν για αντοχή στη διάβρωση.
Η παθητικοποίηση πραγματοποιείται συνήθως μετά από μεταγενέστερη σκλήρυνση χρησιμοποιώντας θερμοκρασίες που διατηρούν την αντίσταση στη διάβρωση.
Μην αγνοείτε τη συγκέντρωση νιτρικού οξέος στο λουτρό παθητικοποίησης. Θα πρέπει να γίνονται περιοδικοί έλεγχοι χρησιμοποιώντας την απλή διαδικασία τιτλοδότησης που παρέχεται από την Carpenter. Μην παθητικοποιείτε περισσότερους από έναν ανοξείδωτους χάλυβες τη φορά. Αυτό αποτρέπει την δαπανηρή σύγχυση και αποτρέπει τις γαλβανικές αντιδράσεις.
Σχετικά με τους συγγραφείς: Ο Terry A. DeBold είναι ειδικός έρευνας και ανάπτυξης σε κράμα ανοξείδωτου χάλυβα και ο James W. Martin είναι μεταλλουργός ράβδων στην Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
Σε έναν κόσμο ολοένα και πιο αυστηρών προδιαγραφών φινιρίσματος επιφανειών, οι απλές μετρήσεις «τραχύτητας» εξακολουθούν να είναι χρήσιμες. Ας ρίξουμε μια ματιά στο γιατί είναι σημαντική η μέτρηση της επιφάνειας και πώς μπορεί να ελεγχθεί στο πάτωμα του καταστήματος με εξελιγμένα φορητά όργανα μέτρησης.
Είστε βέβαιοι ότι έχετε το καλύτερο ένθετο για αυτήν τη λειτουργία περιστροφής; Ελέγξτε το τσιπ, ειδικά αν αφεθεί χωρίς επίβλεψη. Τα χαρακτηριστικά του τσιπ μπορούν να σας πουν πολλά.